Giải tích sơ cấp Ví dụ

$f (x) = \sqrt{x} + 10$ ; find $f^{- 1} (x)$

Bước 1

Viết $f (x) = \sqrt{x} + 10$ ở dạng một phương trình.

$y = \sqrt{x} + 10$

Bước 2

Hoán đổi vị trí các biến.

$x = \sqrt{y} + 10$

Bước 3

Giải tìm $y$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.1

Viết lại phương trình ở dạng $\sqrt{y} + 10 = x$ .

$\sqrt{y} + 10 = x$

Bước 3.2

Trừ $10$ khỏi cả hai vế của phương trình.

$\sqrt{y} = x - 10$

Bước 3.3

Để loại bỏ dấu căn ở vế trái của phương trình, ta bình phương cả hai vế của phương trình.

${\sqrt{y}}^{2} = {(x - 10)}^{2}$

Bước 3.4

Rút gọn mỗi vế của phương trình.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.4.1

Sử dụng $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ để viết lại $\sqrt{y}$ ở dạng $y^{\frac{1}{2}}$ .

${(y^{\frac{1}{2}})}^{2} = {(x - 10)}^{2}$

Bước 3.4.2

Rút gọn vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.4.2.1

Rút gọn ${(y^{\frac{1}{2}})}^{2}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.4.2.1.1

Nhân các số mũ trong ${(y^{\frac{1}{2}})}^{2}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.4.2.1.1.1

Áp dụng quy tắc lũy thừa và nhân các số mũ với nhau, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$y^{\frac{1}{2} \cdot 2} = {(x - 10)}^{2}$

Bước 3.4.2.1.1.2

Triệt tiêu thừa số chung $2$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.4.2.1.1.2.1

Triệt tiêu thừa số chung.

$y^{\frac{1}{2} \cdot 2} = {(x - 10)}^{2}$

Bước 3.4.2.1.1.2.2

Viết lại biểu thức.

$y^{1} = {(x - 10)}^{2}$

Bước 3.4.2.1.2

Rút gọn.

$y = {(x - 10)}^{2}$

Bước 3.4.3

Rút gọn vế phải.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.4.3.1

Rút gọn ${(x - 10)}^{2}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.4.3.1.1

Viết lại ${(x - 10)}^{2}$ ở dạng $(x - 10) (x - 10)$ .

$y = (x - 10) (x - 10)$

Bước 3.4.3.1.2

Khai triển $(x - 10) (x - 10)$ bằng cách sử dụng Phương pháp FOIL.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.4.3.1.2.1

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$y = x (x - 10) - 10 (x - 10)$

Bước 3.4.3.1.2.2

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$y = x \cdot x + x \cdot - 10 - 10 (x - 10)$

Bước 3.4.3.1.2.3

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$y = x \cdot x + x \cdot - 10 - 10 x - 10 \cdot - 10$

Bước 3.4.3.1.3

Rút gọn và kết hợp các số hạng đồng dạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.4.3.1.3.1

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.4.3.1.3.1.1

Nhân $x$ với $x$ .

$y = x^{2} + x \cdot - 10 - 10 x - 10 \cdot - 10$

Bước 3.4.3.1.3.1.2

Di chuyển $- 10$ sang phía bên trái của $x$ .

$y = x^{2} - 10 \cdot x - 10 x - 10 \cdot - 10$

Bước 3.4.3.1.3.1.3

Nhân $- 10$ với $- 10$ .

$y = x^{2} - 10 x - 10 x + 100$

Bước 3.4.3.1.3.2

Trừ $10 x$ khỏi $- 10 x$ .

$y = x^{2} - 20 x + 100$

Bước 4

Thay thế $y$ bằng $f^{- 1} (x)$ để cho thấy đáp án cuối cùng.

$f^{- 1} (x) = x^{2} - 20 x + 100$

Bước 5

Kiểm tra xem $f^{- 1} (x) = x^{2} - 20 x + 100$ có là hàm ngược của $f (x) = \sqrt{x} + 10$ không.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.1

Để kiểm tra có phải là hàm ngược không, ta kiểm tra xem $f^{- 1} (f (x)) = x$ và $f (f^{- 1} (x)) = x$ không.

Bước 5.2

Tính $f^{- 1} (f (x))$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.2.1

Lập hàm hợp.

$f^{- 1} (f (x))$

Bước 5.2.2

Tính $f^{- 1} (\sqrt{x} + 10)$ bằng cách thay giá trị của $f$ vào $f^{- 1}$ .

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = {(\sqrt{x} + 10)}^{2} - 20 (\sqrt{x} + 10) + 100$

Bước 5.2.3

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.2.3.1

Viết lại ${(\sqrt{x} + 10)}^{2}$ ở dạng $(\sqrt{x} + 10) (\sqrt{x} + 10)$ .

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = (\sqrt{x} + 10) (\sqrt{x} + 10) - 20 (\sqrt{x} + 10) + 100$

Bước 5.2.3.2

Khai triển $(\sqrt{x} + 10) (\sqrt{x} + 10)$ bằng cách sử dụng Phương pháp FOIL.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.2.3.2.1

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = \sqrt{x} (\sqrt{x} + 10) + 10 (\sqrt{x} + 10) - 20 (\sqrt{x} + 10) + 100$

Bước 5.2.3.2.2

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = \sqrt{x} \sqrt{x} + \sqrt{x} \cdot 10 + 10 (\sqrt{x} + 10) - 20 (\sqrt{x} + 10) + 100$

Bước 5.2.3.2.3

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = \sqrt{x} \sqrt{x} + \sqrt{x} \cdot 10 + 10 \sqrt{x} + 10 \cdot 10 - 20 (\sqrt{x} + 10) + 100$

Bước 5.2.3.3

Rút gọn và kết hợp các số hạng đồng dạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.2.3.3.1

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.2.3.3.1.1

Nhân $\sqrt{x} \sqrt{x}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.2.3.3.1.1.1

Nâng $\sqrt{x}$ lên lũy thừa $1$ .

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = \sqrt{x} \sqrt{x} + \sqrt{x} \cdot 10 + 10 \sqrt{x} + 10 \cdot 10 - 20 (\sqrt{x} + 10) + 100$

Bước 5.2.3.3.1.1.2

Nâng $\sqrt{x}$ lên lũy thừa $1$ .

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = \sqrt{x} \sqrt{x} + \sqrt{x} \cdot 10 + 10 \sqrt{x} + 10 \cdot 10 - 20 (\sqrt{x} + 10) + 100$

Bước 5.2.3.3.1.1.3

Sử dụng quy tắc lũy thừa $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ để kết hợp các số mũ.

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = {\sqrt{x}}^{1 + 1} + \sqrt{x} \cdot 10 + 10 \sqrt{x} + 10 \cdot 10 - 20 (\sqrt{x} + 10) + 100$

Bước 5.2.3.3.1.1.4

Cộng $1$ và $1$ .

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = {\sqrt{x}}^{2} + \sqrt{x} \cdot 10 + 10 \sqrt{x} + 10 \cdot 10 - 20 (\sqrt{x} + 10) + 100$

Bước 5.2.3.3.1.2

Viết lại ${\sqrt{x}}^{2}$ ở dạng $x$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.2.3.3.1.2.1

Sử dụng $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ để viết lại $\sqrt{x}$ ở dạng $x^{\frac{1}{2}}$ .

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = {(x^{\frac{1}{2}})}^{2} + \sqrt{x} \cdot 10 + 10 \sqrt{x} + 10 \cdot 10 - 20 (\sqrt{x} + 10) + 100$

Bước 5.2.3.3.1.2.2

Áp dụng quy tắc lũy thừa và nhân các số mũ với nhau, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = x^{\frac{1}{2} \cdot 2} + \sqrt{x} \cdot 10 + 10 \sqrt{x} + 10 \cdot 10 - 20 (\sqrt{x} + 10) + 100$

Bước 5.2.3.3.1.2.3

Kết hợp $\frac{1}{2}$ và $2$ .

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = x^{\frac{2}{2}} + \sqrt{x} \cdot 10 + 10 \sqrt{x} + 10 \cdot 10 - 20 (\sqrt{x} + 10) + 100$

Bước 5.2.3.3.1.2.4

Triệt tiêu thừa số chung $2$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.2.3.3.1.2.4.1

Triệt tiêu thừa số chung.

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = x^{\frac{2}{2}} + \sqrt{x} \cdot 10 + 10 \sqrt{x} + 10 \cdot 10 - 20 (\sqrt{x} + 10) + 100$

Bước 5.2.3.3.1.2.4.2

Viết lại biểu thức.

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = x + \sqrt{x} \cdot 10 + 10 \sqrt{x} + 10 \cdot 10 - 20 (\sqrt{x} + 10) + 100$

Bước 5.2.3.3.1.2.5

Rút gọn.

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = x + \sqrt{x} \cdot 10 + 10 \sqrt{x} + 10 \cdot 10 - 20 (\sqrt{x} + 10) + 100$

Bước 5.2.3.3.1.3

Di chuyển $10$ sang phía bên trái của $\sqrt{x}$ .

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = x + 10 \cdot \sqrt{x} + 10 \sqrt{x} + 10 \cdot 10 - 20 (\sqrt{x} + 10) + 100$

Bước 5.2.3.3.1.4

Nhân $10$ với $10$ .

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = x + 10 \sqrt{x} + 10 \sqrt{x} + 100 - 20 (\sqrt{x} + 10) + 100$

Bước 5.2.3.3.2

Cộng $10 \sqrt{x}$ và $10 \sqrt{x}$ .

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = x + 20 \sqrt{x} + 100 - 20 (\sqrt{x} + 10) + 100$

Bước 5.2.3.4

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = x + 20 \sqrt{x} + 100 - 20 \sqrt{x} - 20 \cdot 10 + 100$

Bước 5.2.3.5

Nhân $- 20$ với $10$ .

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = x + 20 \sqrt{x} + 100 - 20 \sqrt{x} - 200 + 100$

Bước 5.2.4

Rút gọn bằng cách cộng các số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.2.4.1

Kết hợp các số hạng đối nhau trong $x + 20 \sqrt{x} + 100 - 20 \sqrt{x} - 200 + 100$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.2.4.1.1

Trừ $20 \sqrt{x}$ khỏi $20 \sqrt{x}$ .

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = x + 0 + 100 - 200 + 100$

Bước 5.2.4.1.2

Cộng $x$ và $0$ .

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = x + 100 - 200 + 100$

Bước 5.2.4.2

Trừ $200$ khỏi $100$ .

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = x - 100 + 100$

Bước 5.2.4.3

Kết hợp các số hạng đối nhau trong $x - 100 + 100$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.2.4.3.1

Cộng $- 100$ và $100$ .

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = x + 0$

Bước 5.2.4.3.2

Cộng $x$ và $0$ .

$f^{- 1} (\sqrt{x} + 10) = x$

Bước 5.3

Tính $f (f^{- 1} (x))$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.3.1

Lập hàm hợp.

$f (f^{- 1} (x))$

Bước 5.3.2

Tính $f (x^{2} - 20 x + 100)$ bằng cách thay giá trị của $f^{- 1}$ vào $f$ .

$f (x^{2} - 20 x + 100) = \sqrt{x^{2} - 20 x + 100} + 10$

Bước 5.3.3

Loại bỏ các dấu ngoặc đơn.

$f (x^{2} - 20 x + 100) = \sqrt{x^{2} - 20 x + 100} + 10$

Bước 5.3.4

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.3.4.1

Phân tích thành thừa số bằng quy tắc số chính phương.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.3.4.1.1

Viết lại $100$ ở dạng $10^{2}$ .

$f (x^{2} - 20 x + 100) = \sqrt{x^{2} - 20 x + 10^{2}} + 10$

Bước 5.3.4.1.2

Kiểm tra xem số hạng ở giữa có gấp đôi tích của các số trước khi được bình phương ở số hạng thứ nhất và số hạng thứ ba không.

$20 x = 2 \cdot x \cdot 10$

Bước 5.3.4.1.3

Viết lại đa thức này.

$f (x^{2} - 20 x + 100) = \sqrt{x^{2} - 2 \cdot x \cdot 10 + 10^{2}} + 10$

Bước 5.3.4.1.4

Phân tích thành thừa số bằng quy tắc tam thức chính phương $a^{2} - 2 a b + b^{2} = {(a - b)}^{2}$ , trong đó $a = x$ và $b = 10$ .

$f (x^{2} - 20 x + 100) = \sqrt{{(x - 10)}^{2}} + 10$

Bước 5.3.4.2

Đưa các số hạng dưới dấu căn ra ngoài, giả sử đó là các số thực dương.

$f (x^{2} - 20 x + 100) = x - 10 + 10$

Bước 5.3.5

Kết hợp các số hạng đối nhau trong $x - 10 + 10$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.3.5.1

Cộng $- 10$ và $10$ .

$f (x^{2} - 20 x + 100) = x + 0$

Bước 5.3.5.2

Cộng $x$ và $0$ .

$f (x^{2} - 20 x + 100) = x$

Bước 5.4

Vì $f^{- 1} (f (x)) = x$ và $f (f^{- 1} (x)) = x$ , nên $f^{- 1} (x) = x^{2} - 20 x + 100$ là hàm ngược của $f (x) = \sqrt{x} + 10$ .

$f^{- 1} (x) = x^{2} - 20 x + 100$